单片机步进机课程设计.doc

《单片微型计算机与接口技术》 课程设计论文 设计题目： 步进机的控制 院 系： 惠州学院 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 08电科（2）班 姓 名： 余晓聪 学 号： 080702236 指导教师： 魏晓慧 成绩： 二零一一年 六月 四日 课程设计（论文）任务书 单片机控制步进电机步进电机是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。它可以在机械结构中把丝杠的角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位器，调节电压和电流，从而实现对执行机构的控制。在数字控制系统中，由于它可以直接接计算机输出的数字信号，而不需要进行D/A转换，所以使用起来十分方便。步进电机具有快速的启停能力和精度高的显著特点，在定位场合得到了广泛的应用。步进电机实际上是一个数字/角度转换器因此，把并行的二进制转换成串行的脉冲序列，并实现方向控制。每当步进电机脉冲输入线上得到一个脉冲，它便沿着特定的方向走一步。 一、概述 5 1.1课题简介 5 1.1.1步进电机简介 5 1.1.2步进电机控制工作原理 5 1.1.3步进电机的启停控制 5 1.1.4步进电机的转向控制 6 1.1.5步进电机的速度控制 6 1.1.6步进电机的换向控制 6 二、系统的总体设计 6 2.1．硬件设计 7 2.1.1．单片机 7 2.1.2按键电路设计 8 2.1.3驱动电路的设计 8 2.1.4显示电路的设计 10 2.1.5过热保护电路的设计 12 2.1.6指示模块的设计 13 2.1.7整体原理图 14 2.2软件设计 14 2.2.1主程序 14 2.2.2键盘扫描子程序 15 2.2.3电机转动子程序 17 2.2.4全部程序代码（C语言） 18 三、调试与仿真 23 3.1 Keil程序调试 23 3.2 Protues 仿真 24 四、 实物制作 26 4.1焊接电路及调试 26 4.2 实物图 27 五、 结束语 27 六、谢辞 27 七、参考文献 28 一、概述 1.1课题简介 1.1.1步进电机简介 步进电机是一种，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电 的，多相时序控制器虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。(一般不小于5μs)、脉冲序列的均匀度及高低电平方式。在某一高速下的正、反向切换实质包含了减速→换向→加速3 个过程。 二、系统的总体设计 主要由单片机STC89C52，步进电机驱动芯片ULN2003A，4相5线步进电机，按键，过热保护电路及一些其他相关元件设计而成。总体框图如下图2 2.1．硬件设计 2.1.1．单片机 单片机引脚如图3。本次设计使用单片机芯片STC89C52 STC89C52的工作特性： ·内含8KB的FLASH存储器檫写次数十万次； ·内含512字节的RAM； ·具有32根可编程I/O线； ·具有3个16位定时器/计数器 ·具有8个中断源，4级优先权的中 断结构； ·具有2个数据指针DPTR； ·工作电源为5.5-3.4V典型值为5V； ·最高工作频率为40MHZ； （图3） 2.1.2按键电路设计 本系统利用按键分别接到p3口的，p3.0，p3.1，p3.3，p3.4，p3.5分别控制电机的正反转、增加、锁键、减少、确定。如图4。 （图4） 2.1.3驱动电路的设计 LN2003是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003输出端为高电平。如图4所示 功能特点： 高电压输出50V?输出钳位二极管?输入兼容各种类型的逻辑电路?应用继电器驱动器。